DOSIMETRY OF ASYMMETRIC COLLIMATIORS

전병철,방동완,정갑수,신동봉,박재일,Jeon, Byeong-Chul,Bang, Dong-Wan,Jung, Kap-Soo,Shin, Dong-Bong,Park, Jae-Il Korean Society for Radiation Therapy 1996 大韓放射線治療技術學會誌 Vol.8 No.1

두경부와 유방과의 접합부위인 쇄골상와(Supraclavicular lymph nodes)의 방사선치료(Half-beam techniques)에 있어서 비대칭 콜리메이터(Asymmetric collimators) 역할의 효용성과 접합부위에 균등한 선량(Uniform dose)을 유도하고자 본 측정을 시도하였다. 본 실험은 선형가속기 (Clinac 600C, 2100C, 2100CD)를 이용하였고 에너지는 4Mev와 10Mev를 사용하였다. 에너지별로 최대선량지점(Build-up)과 후방산란선(Back scatter-ray)을 고려하여 필름의 위${\cdot}$아래에 판톰을 위치시키고, ${\pm}0.0mm$, 0.1mm, 0.2mm로 콜리메이터의 간격을 두어 중심부위의 선량을 측정하였다. 측정결과 기계별로 비대칭 콜리메이터의 선량분포가 다름을 알 수 있었다. 즉, 600C에서는 X-jaw를 사용하여 0.0mm로 간격을 주지 않았을 때, 2100C에서는 X-jaw를 사용하여 0.1mm 간격을 주었을 때 가장 이상적인 선량분포를 나타냈고, 2100CD에서는 Y-jaw를 사용하여 0.1mm 간격을 두었을 때 균등한 선량분포를 얻을 수 있었다. 따라서 본 저자들은 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 1 . 비대칭 콜리메이터를 사용한, 접합부위의 방사선 치료시에는 정기적인 측정과 기계별 비대칭 콜리메이터의 특성을 파악하는 것이 중요하리라고 사료된다. 2. 접합부위의 방사선 치료시, 비대칭 콜리메이터의 사용은 접합부위에 선량과다(hot spots)와 과소(cold spots)없이 균등한 선량분포를 얻을 수 있어 Half-beam 사용시 임상적으로 유용할 것으로 사료된다. PURPOSE : To investigate the effect of asymmetric jaws for delivering a uniform accurate dose of radiation to the junctions. METHODS & MATERIALS : A linear accelerator with a set of asymmetric jaws(varian 600C, 2100C, 2100CD with 4mev, 10mev, 10mev). Dose disribution was measured at the junctions with films in phantom. Total $10{\times}20cm^2$ with each $10{\times}10cm^2$ in deviation of ${\pm}1mm$ jaws. RESULTS : Film dosimetry showed the accuracy of asymmetric jaws depending on the machine. CONCLUSION : Understanding the mechanical characteristics of the use of half-beam at the junctions, without hot or cold regions.

구강내 종양환자의 방사선 치료시의 Patient Care

전병철,박재일,Jeon Byeong-chul,Park Jae-il 대한방사선치료학회 1995 大韓放射線治療技術學會誌 Vol.7 No.1

All patients who will Undergo irraidiation of the oral cavity cancer will need dental before and during Radiotherapy. The extent of the region and the presence of numerous critical normal tissues(mucosa, gingiva, teeth and the alveolar ridge, alveolar bony structure, etc) in the oral cavity area, injury to which could result in serious functional impairment. Therefore I evaluate the Usefulness of custom-made intraoral shielding device before and during Radiotherapy in oral cavity cancer. Materials and Methods(1) : Manufacture process of Custom-made intraoral shielding device Containing Cerroband. A. Acquisition of impression B. Matrix Constitution C. Separation by Separator D. Sprincle on method E. Trimming F. Spacing G. Fill with Cerroband Materials and Methods (2) A. Preannealing B. TLD Set up C. Annealing D. TLD Reading = Results = Therefore dosimetric characteristics in oral cavity by TLD Compared to isodose curve dose distribution Ipsilateral oral mucosa, Contralateral oral mucosa, alveolar ridge, tongue, dose was reduced by intraoral shielding device containning Cerroband technique Compard to isodose plan = Conclusions = The custom-made intra-oral shielding device containing Cerroband was useful in reducing the Contralateral oral mucosa dose and Volume irradiated.

토모 테라피 치료 시 선량 체적 히스토그램 표지자를 이용한 치료계획 비교에 관한 연구

김주호,조정희,이상규,전병철,윤종원,김동욱,Kim, Joo-Ho,Cho, Jeong-Hee,Lee, Sang-Kyoo,Jeon, Byeong-Chul,Yoon, Jong-Won,Kim, Dong-Wook 대한방사선치료학회 2007 대한방사선치료학회지 Vol.19 No.2

Purpose: We proposed the method using dose-volume Histogram index to compare prospective plan trials in tomotherapy planning optimization. Materials and Methods: For 3 patients in cranial region, thorax and abdominal region, we acquired computed tomography images with PQ 5000 in each case. Then we delineated target structure and normal organ contour with pinnacle Ver 7.6c, after transferred each data to tomotherapy planning system (hi-art system Ver 2.0), we optimized 3 plan trials in each case that used differ from beam width, pitch, importance. We analyzed 3 plan trials in each region with isodose distribution, dose-volume histogram and dose statistics. Also we verified 3 plan trials with specialized DVH-indexes that is dose homogeneity index in target organ, conformity index around target structure and dose gradient index in non-target structures. Results: We compared with the similarity of results that the one is decide the best plan trial using isodose distribution, dose volume histogram and dose statistics, and the another is using DVH-indexes. They all decided the same plan trial to better result in each case. Conclusion: In some of case, it was appeared a little difference of results that used to DVH-index for comparison of plan trial in tomotherapy by special goal in it. But because DVH-index represented both dose distribution in target structure and high dose risk about normal tissue, it will be reasonable method for comparison of many plan trials before the tomotherapy treatments.

토모테라피를 이용한 간암환자의 정위적 방사선치료시 복부압박장치의 유용성 평가

우중열,김주호,김준원,백종걸,박광순,이종민,손동민,이상규,전병철,조정희,Woo, Joong-Yeol,Kim, Joo-Ho,Kim, Joon-Won,Baek, Jong-Geal,Park, Kwang-Soon,Lee, Jong-Min,Son, Dong-Min,Lee, Sang-Kyoo,Jeon, Byeong-Chul,Cho, Jeong-Hee 대한방사선치료학회 2012 대한방사선치료학회지 Vol.24 No.2

목 적: 간에 발생한 절제 불가능한 원발성 및 전이성 종양에서 토모테라피를 이용한 정위적 방사선치료를 시행하기 위해 사용된 복부압박장치의 유용성을 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: 2011년 11월부터 2012년 3월까지 토모테라피(Hi-Art Tomotherapy, USA)를 시행받기 위해 본원에 내원한 간암환자 중 복부압박장치(diaphragm control, elekta, sweden)를 사용하였을 때 움직임이 1 cm 이상 줄어든 환자를 대상으로 하였다. 4D CT (somatom sensation, siemens, germany)를 통해 치료계획영상과 4차원 단층촬영영상을 촬영하고, 육안적으로 보이는 종양과 종양의 움직임을 고려하여 육안적 종양체적(gross tumor volume, GTV)으로 설정하였고, GTV 주변으로 균일하게 5~7 mm의 여유를 주어 치료계획용 종양체적(planning target volume, PTV)으로 설정하였다. 손상위험장기(organs at risk) 중 십이지장, 위, 대장의 거리가 종양으로부터 최소 1 cm 이상인 환자들을 1군($d{\geq}1$)으로, 1 cm 미만인 환자들을 2군(d<1)으로 분류하고 각각 4~5회의 정위적 방사선치료와 20회의 방사선치료를 계획하였다. Mega-voltage computed tomograpy (MVCT)와 kilo-voltage computed tomograpy (KVCT)를 일차적으로 골격구조셋팅(bone-technique)으로 융합(fusion)한 뒤, 이차적으로 간을 보며 영상을 재조정 하였다. 치료 후 얻은 MVCT 영상을 영상변형이 가능한 Mim_vista (Mimsoftware, ver. 5.4 USA)로 보내고, 간을 비교하여 다시 묘사(delineate)하고, 손상위험장기 중 십이지장, 위, 소장, 대장을 합쳐서 대장장기(bowel_organ)로 정의하여 다시 묘사하였다. 보정방사선 치료계획시스템을 통하여 보정영상의 치료계획 선량과 보정된 선량의 차이를 평가하였다. 첫 번째, 치료 시작일부터 각각 1군($d{\geq}1$)은 4회, 2군(d<1)은 10회까지의 MVCT와 KVCT간의 영상 융합을 통한 셋업오차를 분석하였다. 두 번째, 보정영상에서 종양 즉, GTV, PTV의 치료계획선량과 보정선량의 3%의 선량차이를 나타내는 체적($V_{diff3%}$)과 5%의 선량차이를 나타내는 체적($V_{diff3%}$)을 비교하였고, 손상위험장기 중 대장장기의 최대선량의 차이율을 비교하였다. 결 과: MVCT를 통해 분석한 평균 셋업오차는 $-0.66{\pm}1.53$ mm (좌-우), $0.39{\pm}4.17$ mm (상-하), $0.71{\pm}1.74$ mm (전-후), $-0.18{\pm}0.30$ degrees (roll)였다. 1군($d{\geq}1$)과 2군(d<1)의 셋업오차는 유사하였다. 1군($d{\geq}1$)에서 보정방사선 치료계획을 통한 $V_{diff3%}$ 중 GTV는 $0.78{\pm}0.05%$, PTV는 $9.97{\pm}3.62%$, $V_{diff5%}$ 중 GTV는 0.0%, PTV는 $2.9{\pm}0.95%$, 대장장기의 최대선량의 차이율은 $-6.85{\pm}1.11%$였다. 2군(d<1)에서 $V_{diff3%}$ 중 GTV는 $1.62{\pm}0.55%$, PTV는 $8.61{\pm}2.01%$, $V_{diff5%}$ 중 GTV는 0.0%, PTV는 $5.33{\pm}2.32%$, 대장장기의 최대선량의 차이율은 $28.33{\pm}24.41%$였다. 결 론: 복부압박장치를 통한 간암의 방사선치료시 MVCT를 통한 환자 셋업오차는 평균 ${\pm}5$ mm 이하였고, 복부 압박장치를 사용하고 투시영상을 통해 확인한 횡경막의 움직임이 최소 5 mm 이상이라는 것을 감안하면, 환자 셋업오차는 그 안에 있음을 알 수 있었다. 1군($d{\geq}1$)과 2군(d<1)에서 GTV, PTV의 선량차이율은 오차범위 안에 있었고, 1군($d{\geq}1$)과 2군(d<1)의 대장장기 최대선량의 차이율은 최대 35% 이상의 차이를 보였고, 1군($d{\geq}1$)이 2군(d<1)보다 오차범위 Purpose: We evaluated usefulness of abdominal compressor for stereotactic body radiotherapy (SBRT) with unresectable hepatocellular carcinoma (HCC) patients and hepato-biliary cancer and metastatic liver cancer patients. Materials and Methods: From November 2011 to March 2012, we selected HCC patients who gained reduction of diaphragm movement >1 cm through abdominal compressor (diaphragm control, elekta, sweden) for HT (Hi-Art Tomotherapy, USA). We got planning computed tomography (CT) images and 4 dimensional (4D) images through 4D CT (somatom sensation, siemens, germany). The gross tumor volume (GTV) included a gross tumor and margins considering tumor movement. The planning target volume (PTV) included a 5 to 7 mm safety margin around GTV. We classified patients into two groups according to distance between tumor and organs at risk (OAR, stomach, duodenum, bowel). Patients with the distance more than 1 cm are classified as the 1st group and they received SBRT of 4 or 5 fractions. Patients with the distance less than 1 cm are classified as the 2nd group and they received tomotherapy of 20 fractions. Megavoltage computed tomography (MVCT) were performed 4 or 10 fractions. When we verify a MVCT fusion considering priority to liver than bone-technique. We sent MVCT images to Mim_vista (Mimsoftware, ver .5.4. USA) and we re-delineated stomach, duodenum and bowel to bowel_organ and delineated liver. First, we analyzed MVCT images to check the setup variation. Second we compared dose difference between tumor and OAR based on adaptive dose through adaptive planning station and Mim_vista. Results: Average setup variation from MVCT was $-0.66{\pm}1.53$ mm (left-right) $0.39{\pm}4.17$ mm (superior-inferior), $0.71{\pm}1.74$ mm (anterior-posterior), $-0.18{\pm}0.30$ degrees (roll). 1st group ($d{\geq}1$) and 2nd group (d<1) were similar to setup variation. 1st group ($d{\geq}1$) of $V_{diff3%}$ (volume of 3% difference of dose) of GTV through adaptive planing station was $0.78{\pm}0.05%$, PTV was $9.97{\pm}3.62%$, $V_{diff5%}$ was GTV 0.0%, PTV was $2.9{\pm}0.95%$, maximum dose difference rate of bowel_organ was $-6.85{\pm}1.11%$. 2nd Group (d<1) GTV of $V_{diff3%}$ was $1.62{\pm}0.55%$, PTV was $8.61{\pm}2.01%$, $V_{diff5%}$ of GTV was 0.0%, PTV was $5.33{\pm}2.32%$, maximum dose difference rate of bowel_organ was $28.33{\pm}24.41%$. Conclusion: Despite we saw diaphragm movement more than 5 mm with flouroscopy after use an abdominal compressor, average setup_variation from MVCT was less than 5 mm. Therefore, we could estimate the range of setup_error within a 5 mm. Target's dose difference rate of 1st group ($d{\geq}1$) and 2nd group (d<1) were similar, while 1st group ($d{\geq}1$) and 2nd group (d<1)'s bowel_organ's maximum dose difference rate's maximum difference was more than 35%, 1st group ($d{\geq}1$)'s bowel_organ's maximum dose difference rate was smaller than 2nd group (d<1). When applicating SBRT to HCC, abdominal compressor is useful to control diaphragm movement in selected patients with more than 1 cm bowel_organ distance.

Treatment Margin Assessment using Mega-Voltage Computed Tomography of a Tomotherapy Unit in the Radiotherapy of a Liver Tumor

Sei Hwan You(유세환),Jinsil Seong(성진실),Ik Jae Lee(이익재),Woong Sub Koom(금웅섭),Byeong Chul Jeon(전병철) 대한방사선종양학회 2008 Radiation Oncology Journal Vol.26 No.4

목 적: 토모테라피 영상유도장치인 MVCT (mega-voltage computed tomography) 영상을 이용하여 자유 호흡시 분할 치료 간 간조직의 위치변화 양상을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 2006년 4월부터 2007년 8월까지 간종양에 토모테라피를 받은 환자 26 명을 대상으로 치료 시작 후 10 회까지 매회 치료시의 MVCT 영상을 분석하였다. 1차적으로 골격 구조에 따라 셋업오차보정을 한 상태에서 2차원 직교좌표계 상에서 간조직 경계부위의 위치 변화를 치료계획 KVCT (Kilo-Voltage Computed Tomography)와 MVCT의 영상융합을 통해 비교하여 오차 정도를 파악하였다. 간종양의 위치 별 변화 양상을 보기 위하여 종양 위치를 Couinaud’s proposal을 기준으로 1군(Segment 1), 2군(Segment 2, 3, 4), 3군(Segment 5, 6), 4군(Segment 7, 8)으로 나누어 각 군별 위치 변화 양상을 비교하였다. 결 과: MVCT를 통해 알아본 평균 셋업오차는 각각 0.45±2.04 mm (좌-우), 0.97±4.06 mm (상-하), 8.38±4.67 mm (전-후) 이었다. 2군에서 전방 바깥쪽으로 2.80±1.73 mm, 좌방 안쪽으로 2.23±1.37 mm 이동하였고 4군에서는 전,후, 좌, 우 각 방향으로 −0.15±3.93 mm, −3.15±6.58 mm, −0.60±3.58 mm, −4.50±5.35 mm 이동하였다. 1, 2, 3군에서 후방으로의 위치 변화는 평균 1 mm 이내였다(각각 0.07±0.99 mm, −0.07±1.38 mm, 0.50±0.47 mm). MVCT 값들의 적용 시 보이는 2군에서의 종양체적 감소는 위 독성을 증가시킬 것으로 생각되었다. 결 론: 분할치료 간 간조직의 위치 변화 양상은 각 군마다 편차가 있는 가운데 어느 정도 규칙적이었다. 호흡에 의한 간조직의 기하학적 변형은 segment 2, 3, 4에서 좌방 표적 체적의 감소를 가져오는 반면 segment 5, 6에서는 호흡에 도 불구하고 안정적인 양상을 나타내었다. 따라서 자유 호흡 상태에서 간 좌엽에 대한 방사선치료 시 위에 대한 독성을 줄이기 위해 보다 세심한 접근이 필요하다. Purpose: To identify the inter-fractional shift pattern and to assess an adequate treatment margin in the radiotherapy of a liver tumor using mega-voltage computed tomography (MVCT) of a tomotherapy unit. Materials and Methods: Twenty-six patients were treated for liver tumors by tomotherapy from April 2006 to August 2007. The MVCT images of each patient were analyzed from the 1st to the 10th fraction for the assessment of the daily liver shift by four groups based on Couinard’s proposal. Daily setup errors were corrected by bony landmarks as a prerequisite. Subsequently, the anterior-, posterior-, right-, and left shifts of the liver edges were measured by maximum linear discrepancies between the kilo-voltage computed tomography (KVCT) image and MVCT image. All data were set in the 2-dimensional right angle coordinate system of the transverse section of each patient’s body. Results: The liver boundary shift had different patterns for each group. In group II (segment 2, 3, and 4), the anterior mean shift was 2.80±1.73 mm outwards, while the left mean shift was 2.23±1.37 mm inwards. In group IV (segment 7 and 8), the anterior-, posterior-, right-, and left mean shifts were 0.15±3.93 mm inwards, 3.15±6.58 mm inwards, 0.60±3.58 mm inwards, and 4.50±5.35 mm inwards, respectively. The reduced volume in group II after MVCT reassessment might be a consequence of stomach toxicity. Conclusion: Inter-fractional liver shifts of each group based on Couinard’s proposal were somewhat systematic despite certain variations observed in each patient. The geometrical deformation of the liver by respiratory movement can cause shrinkage in the left margins of liver. We recommend a more sophisticated approach in free-breathing mode when irradiating the left lobe of liver in order to avoid stomach toxicity.